[发明专利]热塑性复合芯材的生产方法和生产设备

说明书

本发明公开了一种热塑性复合芯材的生产方法和生产设备，生产方法包括：模内热复合成型具有结构层和功能层的平整片材并沿流水线输出方向持续输出；将平整片材沿流水线输出方向分割以形成沿宽边输出方向等宽的多个芯材单元片；将多个芯材单元片分别独立加工成相应的多个芯材单元片并将各个芯材单元片沿宽边输出方向收拢并层叠拼接成单元拼接体。生产设备包括热复合挤出模具、几何体成型组件、切割组件、导向定位组件和热熔连接组件等。本发明提供了一种热塑性复合芯材的生产方法和生产设备，能够低成本、连续地生产出兼备结构强度高和功能多样化的双层结构热塑性复合芯材。

技术领域

本发明涉及材料成型技术领域，具体地，涉及一种热塑性复合芯材的生产方法和生产设备。

背景技术

蜂窝芯板不仅具有低密度、高强度的优点，还具备减震、隔音、隔热等许多优异的性能，因此被广泛应用在船舶、交通运输、航空航天等领域。其中，热塑性蜂窝芯材更具有极高的比强度、废料可回收再生利用、热成型性能好等优势，相比传统的金属材料和非可再生的热固性材料更具有竞争力。

市面上的热塑性蜂窝芯材主要通过吹塑或吸塑的工艺生产成型，受限于加工压力和热塑性材料的塑性性能等，吸塑或者吹塑均不宜用来加工形状复杂或壁厚较大的产品，由此限制了热塑性蜂窝芯材的最大壁厚。此外，热塑性芯材由于壁厚较薄、容易产生破壁，不利于添加结构填料或者功能填料，导致热塑性芯材的功能多样化受限，无法满足实际应用中的多样化需求。

另外，随着实际应用需求的不断升级，由单一结构材料制备的热塑性蜂窝芯材已不能满足各种复杂的应用场景。在实际应用场景中，热塑性蜂窝芯材除了需要达到轻质重载的要求，往往还需要针对不同的使用环境来适应性地增加一些使用功能，如阻燃性能、隔音性能、防腐性能等。现有的蜂窝形芯材通常通过在蜂窝壁的基体材料中分散性地添加功能填料的方式来产生新的功能，但功能材料受限于可添加的比例以及分散性的分布特点，其产生的功能效果也大大受限，导致现有的热塑性芯材在功能需求多样化方面存在瓶颈。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷或不足，本发明提供了一种热塑性复合芯材的生产方法和生产设备，能够低成本、连续地生产出兼备结构强度高和功能多样化的双层结构热塑性复合芯材。

为实现上述目的，本发明提供了一种热塑性复合芯材的生产方法，包括：

模内热复合成型具有结构层和功能层的平整片材并沿流水线输出方向持续输出；

将所述平整片材沿所述流水线输出方向分割以形成沿宽边输出方向等宽的多个片材单元带；

将多个所述片材单元带分别独立加工成相应的多个芯材单元片，其中在至少部分的所述片材单元带的片材表面上相应加工出沿所述流水线输出方向重复呈现的非闭合的几何体；

将各个所述芯材单元片沿所述宽边输出方向收拢并层叠拼接成单元拼接体，所述单元拼接体包括沿所述流水线输出方向依次分布的多个轴孔结构，多个所述轴孔结构分别通过相应的所述几何体拼接而成。

可选地，所述结构层的材质包括热塑性聚合物、填料填充的热塑性聚合物、纤维增强的热塑性树脂基复合材料、塑性形变纸张和/或钢塑复合物。

可选地，所述热塑性聚合物为聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、热塑性聚酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚苯醚、热塑性弹性体、多元共聚热塑性塑料、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯硫醚、聚醚醚酮和聚酰亚胺中的一种或其中多种的共混物；

或者，填料填充的所述热塑性聚合物中的填料为蜡、滑石粉、炭黑、白炭黑、高岭土、碳酸钙、硬脂酸、硬脂酸钙、晶须、二氧化钛、氧化铁、颜料、阻燃剂和抗氧剂中的一种或其中多种的组合物；

或者，纤维增强的所述热塑性树脂基复合材料中的纤维为有机纤维、无机纤维、金属纤维、高分子纤维、植物纤维中的一种或多种；